Ads 468x60px

วันจันทร์ที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2554

การศึกษาเชิงเปรียบเทียบมาตรฐาน WMS และ WFS ที่ใช้ในการบริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านเว็บ


  http://wiki.nectec.or.th/ru/IT630_1_2008Students/GisWebApplication
 

คณะผู้จัดทำ

No. รหัสประจำตัว ชื่อ-สกุล ชื่อเล่น ... Email
1 4914760010 นางสาวพรทิมา มิตรกิจการค้า โอ๋ maillll.png ao.mscit@gmail.com
2 4914760047 นางสาวดวงกมล โกกนุทาภรณ์ ยุ้ย maillll.png mootuun_dk@hotmail.com
3 4914760144 นางสาวรัชดา บุญลาภ แตง maillll.png tang_rac@yahoo.co.th

เอกสารประกอบการนำเสนอ


ที่มา และความสำคัญของปัญหา

  • ปัจจุบันการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์เป็นที่แพร่หลายมากทำให้มีการ พัฒนาการให้บริการขึ้นมาหลายรูปแบบ รวมทั้งรูปแบบความต้องการใช้ข้อมูลก็มีมากขึ้นด้วย เช่น ต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความแตกต่างกันทาง ด้านสถาปัตยกรรม และระบบจัดการ หรือต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกระทรวงทีมีรูปแบบการเก็บข้อมูลแตกต่าง กัน (เช่น กรมควบคุมโรคระบาดต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูล กับกรมแผนที่ทหาร) อีกทั้งการแลกเปลี่ยนที่มีเงื่อนไขการจัดการข้อมูลที่ซับซ้อน เช่นต้องการข้อมูลทั้งหมดของอำเภอ อมก๋อย แต่ไม่ต้องการข้อมูลที่ละเอียดกว่าระดับตำบล เป็นต้น นอกจากนี้ ยังมีความต้องการการบริการข้อมูลแผนที่ผ่านเครื่องพีดีเอหรือโทรศัพท์ เคลื่อนที่ ดังนั้น จึงต้องมีการศึกษาและเปรียบเทียบเทคโนโลยีและมาตรฐานที่ใช้ในการให้บริการ แผนที่ผ่านระบบเครือข่าย เพื่อนำเทคโนโลยีและมาตรฐานที่เหมาะสมและสามารถตอบสนองความต้องการการใช้ ข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยในการศึกษาครั้งนี้จะเป็นการศึกษาเปรียบเทียบมาตรฐาน 2 มาตรฐาน คือ มาตรฐาน WMS และ WFS ซึ่งเป็นมาตรฐานการให้บริการข้อมูลแผนที่ผ่านระบบอินเตอร์เน็ตที่เป็นที่ นิยมในปัจจุบัน

วัตถุประสงค์ของการศึกษา

  • เปรียบเทียบรูปแบบการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพกับการบริการข้อมูลในอนาคต

ขอบเขตของโครงงาน

  • ศึกษารูปแบบการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านระบบเครือข่าย โดยศึกษาเฉพาะมาตราฐาน WMF และ WFS
  • ศึกษารูปแบบการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพ โดยสามารถมาใช้กับการบริการข้อมูลในอนาคตของหน่วยงานได้

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

  • ได้ทราบถึงรูปแบบการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านระบบเครือข่าย
  • สามารถเปรียบเทียบรูปแบบการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพกับการบริการข้อมูลในอนาคต

เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านระบบเครือข่าย


1. Map Server

มีสองแบบ ได้แก่ แม่ข่ายแผนที่แบบเวคเตอร์ มีข้อดีคือ เมื่อโหลดข้อมูลแล้ว การทำงานบนแผนที่จะรวดเร็ว เนื่องจากมีข้อมูลบางส่วนถูกโหลดมาอยู่บนเครื่องลูกข่ายแต่ข้อเสียคือ ช้าขณะโหลดข้อมูลในตอนแรก อีกแบบคือแม่ข่ายแผนที่แบบราสเตอร์ ข้อดีคือแม่ข่ายแผนที่แบบนี้ เป็นแม่ข่ายที่สร้างเป็นแผนที่ภาพส่งไปให้ผู้ใช้ ผู้ใช้งานเห็นเป็นภาพๆ หนึ่ง แต่ไม่ใช่เป็นข้อมูลเชิงพื้นที่ หากมีการแก้ไขข้อมูล เมื่อผู้ใช้เรียกภาพต่อไป ก็ได้ข้อมูลใหม่ไปทันทีเหมาะสำหรับ เครือข่ายที่มีแบนด์วิด (Bandwith) ไม่มาก เนื่องจากความเร็วในการเรียกแผนที่ค่อนข้างคงที่ ตัวอย่างของMap Server ที่ใช้ในปัจจุบัน คือ มินเนโซต้า แมพเซิร์ฟเวอร์ โดยมีหลักการทำงานดังรูปที่ 4.1 โดยเครื่องลูกข่ายจะร้องขอข้อมูลแบบ CGI ผ่านเครือข่ายไปยัง เครื่องแม่ข่าย แม่ข่ายประมวลผลและจัดสร้างเป็นแผนที่ภาพ (Bitmap) ส่งไปยังเครื่องลูกข่าย

หลักการทำงาน

เมื่อผู้ใช้ส่งคำขอมาในรูปแบบ CGI ที่ Map Server เข้าใจ Map Server มี CGI command options กว่า 30 options ที่ผู้ใช้สามารถใช้เปลี่ยนแปลงขอบเขตภูมิศาสตร์ในการเรียกดูแผนที่ การสืบค้นคืน และการฉาย
แผนที่แบบ "on-the-fly" และอื่นๆ เมื่อ Map Server ได้รับคำสั่งผ่านกลไก CGI Map Server จะอ่าน Mapfile เข้ามา หน้าที่หลักของ Mapfile คือ การกำหนดว่าจะต้องมีการอ่านข้อมูลภูมิสารสนเทศใดบ้าง อ่านอย่างไรและแสดงผล อย่างไร Mapfile ประกอบด้วยชุดคำสั่งที่ออกแบบเป็นเชิงวัตถุ 12 Classes สำหรับตอบสนองความต้องการเบื้องต้นและขั้นสูงในการเรียกใช้ภูมิสารสนเทศผ่าน เวบตัวอย่าง มีคำสั่งในการกำหนดคุณลักษณะของวัตถุ เช่น การกำหนดชั้นข้อมูลแต่ละชั้นอยู่ในแฟ้มข้อมูลใด จะแสดงผลด้วยคุณลักษณะทางแผนที่ด้วยสัญลักษณ์อย่างไร จะตอบสนองการสืบค้นของผู้ใช้อย่างไร เป็นต้น จากนั้น Map Server ก็จะส่งภาพ bitmap ให้กับผู้ใช้ปลายทางคืน bitmap ผลลัพธ์สำหรับ Minnesota Map Server สามารถติดตั้งและรับการร้องขอได้หลายรูปแบบได้แก่ GIF, TIFF, PNG และ WBMP นอกจากนี้หากใน Mapfile มีการระบุ Template file ที่เป็น HTML และมี Template variable ที่ทำหน้าที่รับสั่งข้อมูลกับ Map Server ด้วยหลักการนี้ผู้ใช้สามารถใช้เครื่องมือในการพัฒนาเวบเพจทั่วไปในการพัฒนา รูปแบบของโปรแกรมประยุกต์ได้ เมื่อมีการส่งข้อมูล bitmap มายังผู้ใช้ ก็จะมีการนำ Template มาใช้ในการแสดงผลพร้อมกับแผนที่ที่เรียกดูได้
นอกจากนั้นการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ Minnesota Map Server ยังสามารถทำได้ด้วยภาษาเกือบทุกภาษาที่แพร่หลายในการเขียนเวบเพจ เช่น Java , Java Script เป็นต้น Minnesota Map Server ยังมี API ที่รองรับการเชื่อมต่อกับภาษาขั้นสูงที่เรียกว่า Map Script ทำให้ผู้ใช้สามารถพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ทั่วไปและผ่านเครือข่ายด้วยภาษาชั้น สูงเช่น Perl, PHP, Tk/Tcl หรือ Python ได้ ซึ่งทำให้ Map Server มีทางผ่านไปยัง API อื่นๆ ที่มีอยู่ในภาษาขั้นสูงนี้อีกเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะการเชื่อมต่อกับระบบฐานข้อมูลแบบสัมพัทธ์อื่นๆ ที่เป็นเชิงพาณิชย์ เช่น MS-SQL ODBC Oracle Informix หรือซอฟท์แวร์เปิดรหัสอย่าง My SQL หรือ Postgre SQL

P001.JPG

ในภาพข้างล่างแสดงตัวอย่างของ Mapfile เมื่อผู้ใช้ร้องขอดูแผนที่ เพื่อใช้ในการแสดงเส้นชั้นความสูง

P002.JPG


ตัวอย่างผลลัพธ์ที่ได้ของการร้องขอเมื่อใช้ Mapfile ดังภาพ
ดังนั้นไม่ว่าเครื่องแม่ข่ายจะมีข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์มากน้อยเท่าใดก็ ตาม ข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายก็จะเป็นเพียง bitmap ที่มีขนาดที่เล็กกว่าจอภาพมอนิเตอร์โดยทั่วไปและมีขนาดที่คงที่ ในการแสดงผลแผนที่ Map Server สามารถที่จะใช้สัญลักษณ์ที่ผู้ใช้สามารถออกแบบเองได้สามารถทำสัญลักษณ์จาก bitmap ก็ได้ การแสดงตัวอักษรสามารถเรียกใช้ True Type Font ซึ่งทำให้ผู้ใช้มีความสะดวกในการเลือกใช้แบบอักษรที่มีให้เลือกดาษดื่น รวมทั้งสามารถใช้แสดงผลภาษาไทยได้อย่างสวยงามอีกด้วย นอกจากนั้นการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ Minnesota Map Server ยังสามารถทำได้ด้วยภาษาแทบจะทุกภาษาที่แพร่หลายในการเขียนเวบเพจ เช่น Java, JavaScript? เป็นต้น Minnesota Map Server ยังมี API ที่รองรับการเชื่อมต่อกับภาษาขั้นสูงที่เรียกว่า Map Script ทำให้ผู้ใช้สามารถพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ทั่วไป และผ่านเครือข่ายด้วยภาษาชั้นสูงเช่น Perl, PHP, Tk/Tcl หรือ Python ได้ ซึ่งทำให้ Map Server มีทางผ่านไปยัง API อื่นๆ ที่มีอยู่ในภาษาขั้นสูงนี้อีกเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะการเชื่อมต่อกับระบบฐานข้อมูลแบบสัมพัทธ์อื่นๆ ที่เป็นเชิงพาณิชย์ เช่น MS-SQL, ODBC, Oracle, Informix หรือซอฟท์แวร์เปิดรหัสอย่างMy SQL หรือ Postgre SQL

ความสามารถในการอ่านข้อมูล

Minnesota Map Server สามารถอ่านข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่เป็นมาตรฐานและแพร่หลายได้เป็นจำนวน มากทั้งราสเตอร์และเวคเตอร์ Map Server อ่านข้อมูลหลายรูปแบบเข้าโดยตรงและไม่จำเป็นต้องแปลงรูปแบบการจัดเก็บเสีย ก่อน ทำให้ข้อมูลมีความเป็นเอกภาพ ประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บ เวลาในการแปลงและไม่มีความผิดเพี้ยนในระหว่างการแปลงรูปแบบการจัดเก็บ Minnesota Map Server มีไลบราลีที่อ่านรูปแบบการจัดเก็บต่างเป็นของตนเอง (Native Library) ส่วนหนึ่งและอีกส่วนหนึ่งอาศัยไลบรารี Geospatial Data Abstraction Library (GDAL) ที่มีความสามารถในการอ่านข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ได้หลากหลายทั้งราสเตอร์ และเวคเตอร์รวมแล้วกว่า 20 แบบ ในตารางข้างล่างแสดงวิธีการเชื่อมต่อไลบรารีเพื่ออ่านข้อมูลสารสนเทศ ภูมิศาสตร์ในรูปแบบที่สามารถอ่านเข้าได้โดยตรง

การเชื่อมต่อไลบรารีและรูปแบบข้อมูลที่ MapServer? อ่านได้ตรง

การเชื่อมต่อไลบรารี รูปแบบบราสเตอร์ รูปแบบเวคเตอร์
Minnesota Map Server Native API TIFF, Geo TIFF, PNG, ERDAS, JPEG, EFPL7 ESRI Shapefile
GDAL TIFF, Geo TIFF, JPEG, CEOS, ERDAS, ER Mapper ECW Map Info (TAB), DGN, Shapefile
Postgre SQL ไม่มี OGC Simple Feature via Post GIS
ESRI ไม่มี SDE Lib, ARC SDE
จากในตารางจะเห็นว่ารูปแบบที่ Map Server ที่สามารถอ่านได้ตรงจะเป็นรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลที่พบเห็นอยู่ทั่วไปแล้ว Map Server ยังมีความสามารถในการอ่านข้อมูลในแบบโครงสร้างของ OGC Simple Feature Specification ที่เป็นการใช้ประโยชน์จากระบบจัดฐานข้อมูลแบบปฏิสัมพันธ์ในการเก็บข้อมูลเวค เตอร์ที่เหมาะกับข้อมูลเวคเตอร์ปริมาณมากและสามารถบริหารจัดการข้อมูลได้ อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับการเก็บข้อมูลแบบแฟ้มข้อมูล (File-bassed database) โดยทั่วไป เช่น Shapefile สำหรับระบบจัดการฐานข้อมูลที่มีให้ดาวน์โหลดฟรีและมีประสิทธิภาพสูงคือ Postgre SQL ส่วนชุดซอฟท์แวร์ที่มีสนับสนุนการเชื่อมต่อ Minnesota และ OGC Simple Feature ได้แก่ Post GIS

P003.JPG


การเชื่อมต่อกับระบบฐานข้อมูล Client-Server

การเชื่อมต่อระบบฐานข้อมูลสำหรับ Minnesota Map Server จะต้องอาศัยชุดซอฟท์แวร์ “Post GIS” Post GIS คือ ชุดซอฟท์แวร์ที่ทำให้ Minnesota Map Server สามารถติดต่อกับระบบฐานข้อมูลชนิด Client-Server Postgre SQL ได้ Postgre SQL เป็นซอฟท์แวร์ฐานข้อมูลที่มีคุณสมบัติเป็น Relational Database Management System (RDBMS) ที่มีการใช้งานเป็นชนิดติดต่อกันผ่านโปรโตคอลบนเครือข่าย การอ่านการเขียน การปรับปรุง การค้นคืนจะเป็นในลักษณะของ Transaction ทำให้การจัดเก็บและบริหารฐานข้อมูลขนาดใหญ่มีประสิทธิภาพมาก เช่น ปรับปรุงข้อมูลบนฐานข้อมูลเดียวกันจากผู้ใช้หลายคนพร้อมๆ กันการเชื่อมต่อ Minnesota Map Server สามารถทำได้โดยการคอนฟิกส์ชั้นข้อมูลต่างๆ ที่จัดเก็บใน Postgre SQL ให้เป็นเสมือนชั้นข้อมูลหนึ่งในเซอร์เวอร์ ส่วนข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่จัดเก็บใน Postgre SQL Post GIS จะมี Utility ที่ใช้ในการอ่าน Shapefile แล้วสร้างตาราง จัดโครงสร้างความสัมพันธ์ระหว่างตาราง ตลอดจน Import ข้อมูลเข้าในตาราง โดยอาศัยชุดคำสั่ง SQL Post GIS ใช้มาตรฐานของ Open GIS Consortium ที่เรียกว่า Simple Feature Specification for SQL เป็นมาตรฐานในการกำหนดตารางและความสัมพันธ์

การเพิ่มประสิทธิภาพ

การเพิ่มประสิทธิภาพมีความจำเป็นเมื่อมีข้อมูลขนาดใหญ่ เพื่อให้ระบบสามารถรองรับข้อมูลในการอ่านเข้าสู่ระบบเพื่อไปให้บริการ ทำให้สามารถประมวลผลข้อมูลและส่งผลไปยังผู้เรียกใช้อย่างรวดเร็ว การเพิ่มประสิทธิภาพทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือทำให้ระยะเวลาและจำนวนครั้ง ของหยุดชะงักลดลงจนเหลือน้อยที่สุดดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับ Minnesota Map Server สามารถทำได้สองแนวทางคือ การเพิ่มประสิทธิภาพโดยการจัดโครงสร้างข้อมูล และการเพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารจัดการระบบ

การเพิ่มประสิทธิภาพโดยการจัดโครงสร้างข้อมูล


P004.JPG

การแบ่งข้อมูลเวคเตอร์ชนิด Tiling ก) ข้อมูล ข) ตามภูมิภาค และ ค) ตามจังหวัด
สำหรับข้อมูลเวคเตอร์และราสเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ Minnesota Map Server มีความสามารถในการจัดการบริหารข้อมูลขนาดใหญ่ได้โดยสามารถกำหนดมาตราส่วน จำกัดน้อยที่สุด (Minimum Scale) และมาตราส่วนจำกัดมากที่สุด (Maximum Scale) ที่ข้อมูลชั้นหนึ่งๆ จะสามารถแสดงผลได้ ดังนั้นเมื่อมีข้อมูลขนาดใหญ่ก็จะมีการลดทอนขนาดให้มีปริมาณลดน้อยลง แล้วจัดการแสดงผลให้เหมาะสม เนื่องจากการอาศัยหลักความจริงที่ว่าจอภาพมอนิเตอร์ที่ใช้แสดงผลหรือกรอบภาพ ภายในเวบบราวเซอร์มีขนาดที่จำกัดมากเมื่อเทียบกับขอบเขตภูมิศาสตร์ของชั้น ข้อมูลแผนที่และความละเอียดดั้งเดิมของชั้นข้อมูล การลดทอนข้อมูลสามารถทำได้หลายวิธีและอาจใช้หลายวิธีประกอบกัน การลดทอนข้อมูลอาจพิจารณาชนิดและลักษณะของข้อมูลประกอบด้วย การลดทอนข้อมูลจะทำลดลงเป็นชั้นๆ โดยที่การอัตราการลดทอนในแต่ละชั้นข้อมูลที่ถัดกันไป ควรแตกต่างอย่างชัดเจน ชั้นข้อมูลควรลดลงจนกระทั่ง Map Server สามารถจัดการอ่าน ประมวลผลและแสดงผลได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งปัจจัยนี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องแม่ข่าย ปริมาณหน่วยความจำความเร็วในการอ่านฮาร์ดดิส เป็นสำคัญ เทคนิคการลดทอนข้อมูลลงเป็นชั้นๆ และจัดข้อมูลให้มีการเรียกใช้ตามมาตราส่วนที่ความเหมาะสมนี้นิยมเรียกว่าการ จัดโครงสร้างข้อมูลแบบ “ปิรามิด” Pyramid สำหรับข้อมูลเวคเตอร์ การลดทอนข้อมูลสามารถทำได้โดยการลดทอนขนาดข้อมูลลงตามลำดับความสำคัญของชนิด ข้อมูลเสียตามรายละเอียดของการจำแนกที่มีก่อน เช่น กรณีข้อมูลทางหลวง อาจทำการลดทอนตามระดับชั้นของข้อมูลทางหลวงให้เป็นชั้นข้อมูลที่มีปริมาณ น้อยลงลดหลั่นไป เทคนิค Generalization ก็ทำให้ข้อมูลมีปริมาณน้อยลง เมื่อทำการติดตั้ง Map Server ก็จะจัดชั้นข้อมูลที่มีปริมาณน้อยแสดงผลในจังหวะที่ผู้ใช้เรียกดูแผนที่เป็น พื้นที่บริเวณกว้างมาก เมื่อผู้ใช้ร้องขอดูแผนที่ในพื้นที่ที่แคบเข้า ก็จะติดตั้งให้ Map Server แสดงผลให้แผนที่ที่มีความละเอียดมากขึ้นแสดงผล สำหรับข้อมูลเวคเตอร์ ยังสามารถใช้เทคนิค Tiling ในการเพิ่มประสิทธิภาพในการอ่านข้อมูลสำหรับ Map Server ได้ Tiling เป็นการตัดแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยตามขอบเขตภูมิศาสตร์ เช่น การตัดแบ่งตามระวางแผนที่มาตรฐาน การตัดแบ่งตามขอบเขตการปกครอง การทำ Tiling จะทำให้ข้อมูลมีขนาดเล็กลง เมื่อผู้ใช้เรียกดูแผนที่ในบริเวณดังกล่าว Map Server ก็จะสามารถอ่านเข้ามาและประมวลผลได้อย่างรวด อย่างไรก็ตาม Tiling ทำให้ Topology และความ ต่อเนื่องของเวคเตอร์ขาดต่อกัน ดังนั้น เทคนิคการทำ Tiling สำหรับเวคเตอร์จะใช้ได้ผลดีเมื่อต้องการแสดงแผนที่อย่างรวดเร็ว แต่อาจจะไม่เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ Network ที่ข้าม Tileในชุดโปรแกรมอรรถประโยชน์ที่ให้มากับชุดซอฟท์แวร์ Minnesota ยังมีซอฟท์แวร์ที่ทำหน้าที่สร้างดัชนี(Index) ให้กับ shape file อีกด้วย การทำ Indexing เป็นการเรียงลำดับองค์ประกอบของข้อมูลตามตำแหน่งทำให้เร่งการค้นหา การแสดงผล เทคนิคที่ Minnesota Map Server ใช้เรียกว่า Quadtree Spatial Indexingดังนั้นก่อนที่จะนำข้อมูลเวคเตอร์ให้บริการผ่านเวบก็ควรทำ Indexing เสียก่อนสำหรับข้อมูลราสเตอร์การทำปิรามิดข้อมูลสามารถทำได้โดยการ Subsampling ราสเตอร์ให้มี Ground Sampling Distance (GSD) ลดลงทีละครึ่ง ซึ่งจะทำให้ขนาดราสเตอร์มีมิติเล็กลงด้านละครึ่ง หรือข้อมูลจะมีขนาดเล็กลงเหลือเพียง ¼ ของปริมาณข้อมูลเดิม การทำ Pyramid สำหรับราสเตอร์จะทำไปเรื่อยๆ จนกระทั่ง“เล็กพอเพียง” โดยการวิเคราะห์อนุกรม ไบโนเมียลจะได้ว่าผลรวมของปริมาณข้อมูลหลังการลดทอนข้อมูลราสเตอร์ให้มีมิติ ลดลงทีละครึ่งหนึ่ง จะทำให้มีข้อมูลเพิ่มขึ้นจากเดิมที่ต้องจัดเก็บเพิ่มเติมเป็น 1.33 เท่าหรือเพิ่มขึ้น 33% นอกจากนี้ยังสามารถใช้เทคนิคการแบ่งข้อมูลออกเป็นระวางย่อยเช่นเดียวกับ Tiling โดย Minnesota ในการทำ Tiling ใน Minnesota Map Server ก็จะมีโปรแกรมช่วยในการนี้ที่ช่วยตัดแบ่งราสเตอร์ออกเป็นระวางย่อยและทำการ สรุปรวบรวมค่าพิกัดขอบเขตของระวางราสเตอร์ใหม่ให้เป็นตารางและมีการเชื่อม ต่อกับชื่อระวางย่อย แล้วจัดเก็บในรูปแบบแฟ้ม Dbase เพื่อทำตารางของขอบเขตภูมิศาสตร์และไดเรกทอรีไปสู่แฟ้มข้อมูลราสเตอร์ เช่นกับการทำ Catalogue ของราสเตอร์ใน Arc View

P005.JPG

2. The Open Geospatial Consortium (OGC)

เป็นองค์กรที่เกิดจากการรวมกลุ่มของบริษัทต่างๆในภาคอุตสาหกรรม ตลอดจนหน่วยงานของรัฐและเอกชน เพื่อกำหนดมาตรฐานในทำงานร่วมกัน ก่อให้เกิดการทำงานแบบ Interoperability สำหรับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับสารสนเทศเชิงพื้นที่และเชิงตำแหน่ง [4] รวมไปถึงการสนับสนุน ส่งเสริมการแบ่งปันข้อมูลปริภูมิในรูปแบบการบริการข้อมูลปริภูมิ เพื่อให้การใช้ข้อมูลปริภูมิอย่างเกิดประโยชน์สูงสุด โดยได้นำช่องทางอินเตอร์เน็ตมาใช้ในการบริการข้อมูลปริภูมิอย่างมีมาตรฐาน ช่วยก่อให้เกิดความสะดวกในการเรียกดูและเรียกใช้ข้อมูลปริภูมิได้จากทุกๆ แหล่งข้อมูลบนโลกที่อยู่เชื่อมต่อกับระบบอินเตอร์เน็ต ก่อให้เกิดการแบ่งปันข้อมูลปริภูมิไปยังผู้ใช้ข้อมูลในระดับต่างๆ โดย OGC ได้พัฒนาข้อกำหนดมาตรฐานหลัก ที่นิยมกันใช้กันอย่างแพร่หลายได้แก่ Web Map Service (WMS)[2] , Web Feature Service (WFS) [6] , Web Coverage Service(WCS) , Style Layer Descriptor (SLD) , Filter Encoding (FE) ,Web Map Context (WMC) , Geography Markup Language(GML) โดยมาตรฐานจะเน้นเกี่ยวกับการแสดงผลข้อมูล (Data Visualization) ,การค้นหาข้อมูล(Discovery) ,การเข้าถึงและการรับข้อมูล(Access) , การเรียกสืบค้นข้อมูล (Query) , การเข้ารหัสข้อมูล(Encoding)
ในด้านเทคนิค Interoperability (การทำงานร่วมกัน) หมายถึงความสามารถในการสื่อสาร แลกเปลี่ยนข้อมูล หรือใช้งานโปรแกรมระหว่างระบบหรือส่วนต่างๆ การทำงานร่วมกัน (Interoperability) ประกอบด้วย ชั้นโปรโตคอลสำหรับการสื่อสาร ถึงชั้นฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และการเข้ากันได้ของข้อมูล ซึ่งมีลักษณะการร่วมการทำงานตามวากยสัมพันธ์ โดยแต่ละระบบหรือส่วนของระบบ สามารถ "เข้าใจ" ซึ่งกันและกัน เกี่ยวกับความสามารถของส่วนอื่นๆ สำหรับ Open GIS การทำงานร่วมกัน (Interoperability) หมายความว่าระบบโปรแกรมต่างๆ ทำงานด้วยกันได้ เพื่อแก้ไขความซ้ำซ้อนของงานในการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูล อุปสรรคในการนำเข้าและส่งออกข้อมูล และสิ่งกีดกั้นระหว่างระบบและฐานข้อมูลต่างๆ ที่ใช้บนระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกัน ในการจัดการข้อมูลภูมิสารสนเทศ
Interoperability แสดงความสามารถของระบบติจิตอล สองลักษณะ ดังนี้
  • การแลกเปลี่ยนข้อมูลภูมิสารสนเทศทุกประเภทอย่างอิสระ
  • การใช้ซอฟต์แวร์ให้สามารถใช้ข้อมูลที่แตกต่างกัน ร่วมกันได้ผ่านเครือข่ายโดยการร่วมมือกัน ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับยี่ห้อ รูปแบบ และระบบปฏิบัติการ เป็นต้น
ระบบที่มีความสามารถในการร่วมการทำงาน (Interoperability) มีประโยชน์อย่างยิ่ง สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานภายในองค์กร และสร้างความเชื่อถือและความซื่อสัตย์ของผู้ใช้บริการ ในการปฏิบัติงาน การใช้ระบบที่สามารถทำงานร่วมกัน โดยเฉพาะการประยุกต์ใช้ OGC WMS (Web Mapping Service) และ WFS (Web Feature Service) สามารถนำข้อมูลที่แตกต่างกันจากแหล่งต่างๆ มาใช้ร่วมกัน สามารถให้บริการข้อมูลตามมาตรฐานอุตสาหกรรมผ่านระบบ Web ได้ง่าย เพิ่มประสิทธิภาพในการนำข้อมูลมาใช้ใหม่ ตัดขั้นตอนการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูล ซึ่งเสียเวลาอย่างมาก และลดความยุ่งยากในการทำระบบให้เข้าหากัน และลดค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น ผลประโยชน์ที่ได้ ทำให้สามารถลดบุคลากรที่ต้องการความชำนาญเฉพาะด้านในการเปลี่ยนรูปแบบของ ข้อมูล ลดความต้องการทรัพยากรด้านวิศวกรรม เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและประสบการณ์ทั้งภายในและภายนอก
นอกจากนี้ การพัฒนาระบบโครงสร้างพื้นฐานและการประยุกต์การใช้งานที่มีมาตรฐาน สร้างความพร้อมในการให้บริการข้อมูล ลดระยะเวลาในการวางแผนและการผลิต และส่งเสริมการตลาดอย่างมีประสิทธิภาพ
สำหรับผู้ใช้บริการ จะมีทางเลือกมากขึ้น ด้วยระบบมาตรฐาน ผู้ใช้ไม่ต้องกังวลสิ่งที่ได้ลงทุนไป ไม่ต้องยึดติดกับระบบที่มีอยู่ ผู้ใช้สามารถพัฒนาและขยายระบบโดยสามารถเลือกใช้บริการใหม่ที่ดีกว่าตาม วัตถุประสงค์และความต้องการได้เสมอ
โดยสรุป การใช้ระบบที่มีความสามารถการร่วมการทำงาน (Interoperability) ได้ด้วยมาตรฐานอุตสาหกรรม มีประสิทธิภาพ ดังต่อไปนี้

  • การใช้บริการข้อมูลได้ทันทีและอย่างง่าย
  • ลดความยุ่งยากในการปรับปรุง รักษาระบบ
  • เพิ่มความทันสมัยของข้อมูล
  • ลดการจัดเก็บข้อมูลด้วยตนเอง
  • ส่งเสริมการพัฒนาทางธุรกิจด้วยการให้บริการข้อมูลข่าวสาร Online

มาตรฐานในด้านระบบภูมิสารสนเทศ

ตามที่ The Open GIS Consortium (OGC) ผลักดันมาตรฐานโพรโตคอลการเรียกดูแผนที่ผ่านเวบที่เรียกว่า The Open GIS Web Map Server interface Specification (WMS) เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเรียกข้อมูลแผนที่จากเครื่องแม่ข่ายแผนที่หลายเครื่อง พร้อมกัน และเครื่องแม่ข่ายแผนที่เป็นระบบใดก็ได้ที่ปฏิบัติตามโพรโตคอลมาตรฐานของ OGC มาตรฐานเดียวกันนี้ เพื่อสร้างเครือข่ายแม่ข่ายแผนที่ชนิด Interoperable จากการริเริ่มของ OGC ก็กำลังได้รับการร่างให้เป็นมาตรฐานหนึ่งของ ISO ภายใต้ Working Item 19128 Minnesota Map Server ตั้งแต่รุ่น 3.5 ที่กำลังจะปล่อยให้ใช้เป็นทางการในปัจจุบัน นอกจากจะมีโพรโตคอลที่เป็นของตนเองแล้ว ยังมีขีดความสามารถในการรับโพรโตคอลตามมาตรฐาน OGC WMS 1.0.0 ถึง WMS 1.1.0 อีกด้วย โดยสามารถที่จะรับการร้องขอ REQUEST=Get Capabilities ที่จะให้ผลลัพธ์เป็น XML ที่สามารถนำไปใช้ในโปรแกรมประยุกต์โดยเฉพาะ Map Browser ที่สามารถเจรจากับแม่ข่ายแผนที่ได้ และเมื่อผู้ใช้ร้องขอ REQUEST = Get Map ตามด้วยพารามิเตอร์ต่างๆ โดยเฉพาะขอบเขตภูมิศาสตร์ที่ต้องการเรียกดูชนิดของข้อมูลที่ต้องการรับที่ เป็นราสเตอร์ เช่น GIF PNG JPEG WBMP หรือแม้แต่เวคเตอร์ในรูปแบบ GML
ตัวอย่างของการประยุกต์ใช้มาตรฐานการส่งผ่านข้อมูลเช่น การเรียกดูข้อมูลเขตการปกครอง ซ้อนทับกับข้อมูลอากาศหรือพยากรณ์อากาศ ข้อมูลเขตการปกครองได้มาจากหน่วยงานที่มีหน้าที่ดูแลขอบเขตตามกฎหมายในขณะ ที่ข้อมูลพยากรณ์อากาศมาจากหน่วยงานที่ชำนาญการพยากรณ์อากาศ และเป็นข้อมูลที่เป็นปัจจุบันต้องได้รับการนำไปใช้ทันที เช่น สถานการณ์การเตรียมการรับมือพายุเฮอริเคน และต้องการหาคำตอบว่ามีเขตการปกครองใดบ้างจะได้รับผลกระทบที่จะต้องได้รับ การตอบสนองโดยปัจจุบันทันด่วน

เทคโนโลยีที่มีการใช้อย่างแพร่หลาย ในการบริการข้อมูลแผนที่ผ่านทาง web หรือ OGC Web Service (OWS) จะประกอบด้วย

Web Mapping Service (WMS) คือส่วนที่ให้บริการข้อมูลในส่วนของข้อมูลภาพ อันได้แก่ภาพถ่ายดาวเทียมภาพถ่ายทางอากาศ หรือการให้บริการข้อมูลภูมิสารสนเทศภูมิศาสตร์ ทั้งในรูปแบบ vector และ raster ในรูปแบบของภาพแบบ JPEG หรือ PNG ฯลฯ แล้วจึงนำออก web ตัวอย่างเช่น UMN Mapserver หรือ Google Maps ฯลฯ ล้วนแต่แสดงภาพข้อมูลแผนที่ออกมาในลักษณะ WMS
Web Mapping Service หรือ WMS เป็นระบบให้บริการข้อมูล GIS ผ่านเครือข่าย Internet/Intranet ซึ่งมีมาตรฐานกำหนดและสร้างขึ้นโดย Open GIS Consortium (OGC) ที่ได้กำหนดการบริการข้อมูลภูมิสารสนเทศใน Format ต่าง ๆ ประกอบด้วย PNG, GIF หรือ JPEG และมีมาตรฐานในการรองรับการร้องขอบริการจากผู้ใช้ โดยมีรายละเอียดใน 3 ลักษณะดังนี้
  • Get Capabilities จะส่งค่าการให้บริการ ในส่วนของ Metadata ซึ่งเป็นตัวอธิบายเกี่ยวกับรายละเอียดของ ข้อมูลที่ให้บริการและการยอมรับค่าตัวแปรต่าง ๆ
  • Get Map จะเป็นการส่งภาพแผนที่ซึ่งสามารถระบุชั้นข้อมูล ขนาดของภาพแผนที่และลักษณะของภาพ แผนที่ได้ ซึ่งรูปแผนที่แสดงภาพในรูปแบบ PNG, GIF หรือ JPEG
  • Get FeatureInfo? มาตรฐานตัวนี้จะเป็น Option ในการร้องขอข้อมูลเกี่ยวกับรายละเอียดของข้อมูลในแผนที่
ประโยชน์ของWMS คือ ความสามารถในการทำงานร่วมกันของระบบ ซึ่งมีการ implement technology ที่ต่างกัน ทำให้สามารถทำงานร่วมกันได้บนโปรโตคอลมาตรฐาน ซึ่งปัจจุบันผู้ผลิตซอฟแวร์เกือบทุกค่ายก็จะมีโหมดการทำงานบนโปรโตคอล มาตรฐานของ OGC
ประโยชน์สำหรับผู้ใช้คือ สามารถดึงข้อมูลจากแม่ข่ายที่ให้บริการข้อมูลบนโปรโตคอล WMS มาใช้ได้ ด้วยโปรแกรม GIS Desktop ทั่วไปเช่น ARCGIS, MAPINFO เป็นต้น โดยสามารถนำข้อมูลมาซ้อนทับกับชั้นข้อมูลปกติได้ นอกจากนี้
ตัวอย่างโปรแกรม Client ทั่วไปเช่น
  • Google Earth
  • NASA Worldwind
  • Erdas
  • gvSIG
  • NASA World Wind
  • OpenLayers?
  • uDig
  • Qis
ตัวอย่างWMS Servers เช่น
  • GeoServer?
  • Mapserver
  • Oracle Map Viewer
  • MapGuide? Open Source
  • ArcGIS? Server
  • ArcIMS? Server
  • CARIS Spatial Fusion Enterprise
Web Feature Service (WFS) คือส่วนที่ให้บริการข้อมูลในส่วนของข้อมูลที่เป็น Vector เป็นมาตรฐานจะส่งออกข้อมูลแผนที่ที่เป็น Vector มาในรูปแบบของ XML ตามมาตรฐานของ GML (Geography Markup Language) ที่ออกแบบโดย Open GIS Consortium, Inc. วิธีการนำเสนอข้อมูลนี้สามารถทำงานบน Web Browser ที่สนับสนุนภาษา XML เช่น Microsoft Internet Explorer โดยใช้มาตรฐานการจัดการเอกสารแบบ DOM (Document Object Modeling) รวมทั้งการแสดงข้อมูลรูปภาพตามมาตรฐานของ SVG (Scalable Vector Graphic) ผลที่ได้ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้งานข้อมูลทางภูมิศาสตร์ทั้งในส่วนของแผนที่ และข้อมูลประกอบจากผู้ให้บริการต่างๆ ที่ใช้มาตรฐานข้อมูลแบบ XML และยังเปิดโอกาสให้ผู้พัฒนาสามารถขยายระบบออกไปได้เรื่อยๆ เพื่อรองรับปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นตลอดเวลา รวมทั้งสามารถนำระบบไปใช้งานในเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดอื่นๆ และโทรศัพท์มือถือที่สนับสนุน WAP (Wireless Application Protocol) หรือโทรศัพท์มือถือในยุค 3G (Third Generation)
สาเหตุที่มีการปรับเปลี่ยนการจัดเก็บข้อมูลในรูปของ GML (Geographic Markup Language) และทำการออกแบบการนำเสนอข้อมูลทางภูมิศาสตร์ในรูปของภาพ โดยใช้มาตรฐาน SVG (Scalar Vector Graphic) เนื่องจากรูปแบบความต้องการในการแลกเปลี่ยนข้อมูลมีหลากหลายมากขึ้น เช่นต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความแตกต่างกัน ทางด้านสถาปัตยกรรม และระบบจัดการ หรือต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกระทรวงทีมีรูปแบบการเก็บข้อมูลแตกต่าง กัน (เช่น กรมควบคุมโรคระบาดต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูล กับกรมแผนที่ทหาร) อีกทั้งการแลกเปลี่ยนที่มีเงื่อนไขการจัดการข้อมูลที่ซับซ้อน เช่นต้องการข้อมูลทั้งหมดของอำเภอ อมก๋อย แต่ไม่ต้องการข้อมูลที่ละเอียดกว่าระดับตำบล เป็นต้น จากความต้องการดังกล่าวทำให้เกิดความพยายามที่จะใช้ภาษา XML(Extensible markup language)เพื่อช่วยให้การจัดการข้อมูลเกิดความชัดเจน อีกทั้งช่วยลดความซับซ้อนของเงื่อนไขการแลกเปลี่ยนข้อมูลด้วย ทั้งนี้เนื่องจาก XML มองข้อมูลเชิงวัตถุ ซึ่งทำให้ง่ายแก่การออกแบบ และใช้งาน กับภาษาที่ใช้โปรแกรมเชิงวัตถุอีกทั้งผู้ใช้สามารถเลือกเฉพาะข้อมูลที่ ต้องการแลกเปลี่ยนโดยยังคงความสัมพันธ์ของข้อมูลเอาไว้ได้ ทำให้ผู้ที่รับข้อมูลแบบ XML สามารถที่จะอ่านข้อมูลและนำไปใช้งานได้ง่าย (เปรียบเทียบกับ relational database ที่หลังจากค้นหาข้อมูลแล้วผลลัพธ์ที่ได้จะเหลือเป็นตารางเดี่ยวๆ ซึ่งมีจุดอ่อนที่ข้อมูลที่ได้เริ่มมีความซ้ำซ้อน ไม่เหมาะแก่การแลกเปลี่ยน หรือประมวลผลต่อ) จากปัญหาข้างต้นเป็นเหตุให้มีการจัดเก็บในรูปแบบของ GML (Geographic Markup Language) ซึ่งทั้ง GML และ SVG ต่างก็เป็นมาตรฐานของ XML โดยในการทดลองได้จัดให้มีการรับส่งข้อมูลผ่านทาง Web Browser และควบคุมภาพที่ออกมาจาก SVG โดยใช้ SVG viewer ของบริษัท Adobe เพื่อนำเสนอข้อมูลภาพ บน Web Browser
การนำเสนอข้อมูลทางภูมิศาสตร์ในรูปของ GML(Geographic Markup Language) โดยใช้มาตรฐาน SVG (Scalar Vector Graphic) จะมีการแบ่งระบบให้บริการแผนที่ออกเป็น 2 รูปแบบคือ
  1. ระบบให้บริการแผนที่บนเว็บ
  2. ระบบให้บริการแผนที่บนเครื่องพีดีเอ

โครงสร้างและการทำงานของระบบให้บริการแผนที่บนเว็บ

P006.JPG
ระบบให้บริการแผนที่บนเว็บแบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วน
  1. ส่วนของเครื่องเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่สร้างและประมวลผลแผนที่โดยนำข้อมูล แผนที่ซึ่งเก็บอยู่ในฐานข้อมูล มาทำให้อยู่ในรูปแบบของภาษา GMLและแปลงข้อมูลแผนที่ซึ่งอยู่ในรูปแบบของภาษาGML ให้เป็น ภาษา SVG โดยใช้ XSLT หลังจากนั้นจึงนำไฟล์ SVG ที่ได้ฝังลงในหน้าเว็บเพจที่ซึ่งเป็นภาษา HTML และ จาวาสคริปท์ส่งไปแสดงผลยังเครื่องไคลเอนท์
  2. ส่วนของเครื่องไคลเอนท์ ซึ่งจะเรียกใช้บริการของเซิร์ฟเวอร์ ได้โดยเรียกผ่านบราวเซอร์ที่ติดตั้ง plugin ในการดูไฟล์ซึ่งเป็น .SVG ซึ่งในโครงงานนี้อ้างอิงกับ SVG plugin ของบริษัทAdobe โดยไคลเอนท์จะร้องขอใช้บริการจากเครื่องเซิร์ฟเวอร์โดยส่งพิกัดที่เครื่อง ไคลเอนท์อยู่และข้อมูลที่ต้องการร้องขอไปให้กับ เซิร์ฟเวอร์

โครงสร้างและการทำงานของระบบให้บริการแผนที่บนเครื่องพีดีเอ

P007.JPG
ระบบให้บริการแผนที่บนเครื่องพีดีเอแบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนคือ
  1. ส่วนของเครื่องเซิรฟเวอร์ ทำหน้าทีสร้างและประมวลผลแผนที่โดยนำข้อมูลแผนที่ซึ่งเก็บอยู่ในฐานข้อมูล มาทำให้อยู่ในรูปแบบของภาษา GMLและแปลงข้อมูลแผนที่ซึ่งอยู่ในรูปแบบของภาษาGML ให้เป็น ภาษา SVG โดยใช้ XSLT ส่วนที่แตกต่างจากระบบให้บริการแผนที่บนเว็บคือ หน้าเพจที่สร้างขึ้นจากเสิร์ฟเวอร์ ซึ่งจะส่งไปให้ไคล-เอนท์นั้นจะถูกสร้างขึ้นจากภาษา SVG ทั้งหมดเป็นไฟล์ .SVG
  2. ส่วนของเครื่องไคลเอนท์ ซึ่งจะเรียกใช้บริการของเซิรฟเวอร์ ได้โดยเรียกผ่านโปรแกรมที่แสดงผล SVG ซึ่งในโครงงานนี้อ้างอิงโปรแกรมภาษา จาวาชื่อว่า Batik
การจัดเก็บข้อมูลในรูปของ GML GML หรือ Geography Mark-up Language เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาต่อจาก XML หรือ eXtensible Markup Language สมาคม Open GIS เป็นผู้กำหนดรายละเอียดของ GML เพื่อใช้ในการจัดเก็บ และการเผยแพร่ข้อมูลภูมิสารสนเทศ ทั้งข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) และข้อมูลเชิงอธิบาย (Non Spatial Data)
ในการเผยแพร่ข้อมูลภูมิสารสนเทศบน Web สามารถทำได้ โดยใช้ระบบโปรแกรม GIS Web Server เพื่อสร้างข้อมูลที่ต้องการในรูปแบบเป็น GIF, JPG หรือ PNG และส่งไปให้ Browser ด้วยภาษา HTML วิธีการดังกล่าวทำได้ง่าย และแพร่หลายในปัจจุบันสำหรับกรณีที่ผู้ใช้ต้องการเรียกดูข้อมูลที่มี รายละเอียดไม่มาก
การให้บริการข้อมูลด้วยมาตรฐาน GML สามารถเผยแพร่ข้อมูลภูมิสารสนเทศในลักษณะเป็นวัตถุ (Feature) ต่างๆ โดยสามารถกำหนดการแสดงข้อมูลของแต่ละวัตถุ (Feature) ได้ดีกว่า ผู้ใช้สามารถใช้ Browser อย่างเดียว โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งโปรแกรมด้าน GIS ก็สามารถเรียกดูข้อมูลที่ต้องการได้ วิธีการนี้มีประโยชน์มาก สามารถสรุปรายละเอียดได้ ดังนี้
  1. ได้แผนที่ที่มีคุณภาพดีกว่า เนื่องจาก GML จะเปลี่ยนข้อมูลทางภูมิศาสตร์ทั้งหมดให้อยู่ในรูปของ feature หรือ object ซึ่งจะสามารถนำไปแสดงผลในรูปแบบที่ไม่จำกัดความละเอียดในการแสดงผล
    • Application
    • DOM
    • XML Parser
    • XML Document
  2. สามารถใช้งานได้บนบราวเซอร์โดยไม่ต้องซื้อโปรแกรมทางที่ใช้แสดงผลทางฝั่งไค เอนท์เมื่อข้อมูล GML ถูกรับโดยฝั่งไคลเอนท์จะถูกเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของภาพแผนที่บนบราวเซอร์โดย ใช้ภาษา SVG (Scalable Vector Graphics) ในการแสดงออกมาเป็นภาพ ซึ่งเราสามารถแสดงแผนที่บนบราวเซอร์โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งซอฟท์แวร์อื่นๆ เพิ่มเติมหากบราวเซอร์สามารถรองรับภาพแบบเวคเตอร์ (vector graphics) ได้ และเราสามารถดาวน์โหลด SVG Viewer ซึ่งเป็นปลั๊กอินที่ใช้สำหรับดูภาพแบบ SVG ของบริษัท Adobe ได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายใดๆ
  3. สามารถสร้างแผนที่ที่มีรูปแบบเฉพาะได้ เนื่องจาก GML จะเก็บข้อมูลของแผนที่ เช่น ที่ตั้งของ feature นั้น, ลักษณะทางภูมิศาสตร์, ชนิดของ feature และ attribute ต่างๆ โดยไม่กำหนดข้อมูลหรือวิธีในการแสดงผลของข้อมูลแผนที่นั้นๆ ซึ่งทำให้ผู้ใช้สามารถสร้างแผนที่ให้มีรูปแบบได้ตามที่ต้องการ
  4. สามารถทำการแก้ไขแผนที่ได้ แผนที่ที่เขียนโดย GML จะถูกดาวน์โหลดและทำการ render บนบราวเซอร์ซึ่งเมื่อ GML ถูกเปลี่ยนเป็น SVG ผู้ใช้จะสามารถใช้โปรแกรมบนไคลเอนท์ในการเพิ่มเติมตัวอักษรหรือทำการ เปลี่ยนแปลงภาพบนแผนที่ และสามารถบันทึกเก็บเป็นไฟล์ภาพเพื่อนำไปใช้ในกรณีอื่น เช่น ทำการพิมพ์ออกทางเครื่องพิมพ์หรือส่ง email ได้
  5. สามารถเชื่อมโยง link ลงไปยังในแผนที่ได้ ประโยชน์ที่สำคัญของ GML คือผู้ใช้สามารถฝัง URL ลงใน feature ที่มีในแผนที่ได้ ความสามารถนี้ทำให้เราสามารถออกแบบแผนที่ให้มีความแปลกใหม่และทันสมัยยิ่ง ขึ้น
  6. ทำการ query ได้ดียิ่งขึ้น หากผู้ใช้ต้องการที่จะคลิกไปบน feature บนแผนที่และค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ feature นั้นๆ ( เช่น ชื่อหรือความลึกของแม่น้ำ) ซึ่งไม่สามารถทำได้บนแผนที่ที่สร้างขึ้นโดยใช้ไฟล์ภาพ (gif/jpg) สำหรับแผนที่ที่ใช้ GML นั้น เราจะสามารถระบุ feature ที่ถูกคลิกนั้นได้
  7. สามารถกำหนดเนื้อหาที่ต้องการแสดงหรือต้องการได้รับ เพราะ GML เป็นภาษาที่อ้างอิงถึง feature ทำให้ผู้ใช้สามารถกำหนดได้ว่าต้องการให้มี feature ใดแสดงบนแผนที่บ้างซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาในการรับ
  8. สามารถแสดงผลได้บนทุกอุปกรณ์ที่ใช้บราวเซอร์ได้ ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ใน GML นั้นสามารถส่งไปยังอุปกรณ์ชนิดใดก็ได้ที่สามารถรองรับ XML การแสดงผลแบบ XML ได้ เช่นเครื่องพีดีเอหรือโทรศัพท์มือถือ ทำให้แผนที่นั้นสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางและหลากหลายยิ่งขึ้น
สิ่งที่สำคัญที่สุดในมาตรฐานของการแปลงข้อมูลทางภูมิศาสตร์ คือความสามารถในการแสดงรูปร่างทางเรขาคณิต ในการแสดงภาพทางภูมิศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับระยะทางโดยใช้ GML 2.0 นั้นจำเป็นต้องอ้างอิงถึง XML Schema ทั้งหมด 2 สกีมาคือ GML Feature Schema และ GML Geometry Schema

GML Feature Collections

  1. ภาษา GML ใช้ feature อธิบายองค์ประกอบต่างๆ ของภูมิประเทศในรูปแบบของ Geographic entities
  2. feature ประกอบด้วย list ของคุณสมบัติทั่วๆไป ซึ่งประกอบด้วยชื่อของข้อมูล ชนิดของข้อมูล ค่าของข้อมูล และคุณสมบัติต่างๆทางภูมิศาสตร์ เช่น lines, points, curves, polygons
  3. feature สามารถสร้างขึ้นจาก feature อื่นๆ หรือกำหนดชนิดของข้อมูลเป็น feature อื่นๆ ได้ตามหลักของ OCG Simple Feature Model, GML จะรองรับการแสดงผลขององค์ประกอบทางเรขาคณิต คือ จุด (point), เส้น (LineString?), วงแหวน (LinearRing?), รูปหลายเหลี่ยม (Polygons) และโดยรูปแบบพื้นฐานที่มีมาให้นี้ เราสามารถเพิ่มเติม Multi Point, Multi String, Multi Polygon และ Multi Geometry นอกจากองค์ประกอบทางเรขาคณิตเหล่านี้แล้ว GML ยังประกอบด้วย หรือ ซึ่งเป็น tag ที่ใช้ในการอ้างอิงถึงจุดคู่ลำดับหรือตำแหน่งและ ใช้ในการนิยามองค์ประกอบที่มีพื้นที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมส่วนที่สำคัญของ GIS คือวิธีการในการอ้างอิงถึงองค์ประกอบทางภูมิศาสตร์ต่างๆ บนพื้นโลกคู่ลำดับ (coordinate) สำหรับรูปเรขาคณิตที่เราใช้แสดงแทนบนแผนที่นั้นจะอ้างอิงโดย SpatialReference? System (SRS) และทุกองค์ประกอบจะต้องระบุ SRS หรืออีกวิธีหนึ่งคือระบุ GIDAttribute ซึ่งเป็น Attribute ที่จะแสดงค่าเฉพาะตัวทางภูมิศาสตร์ของแต่ละองค์ประกอบเรขาคณิตนั้น
Points เป็นรูปเรขาคณิตพื้นฐานที่ประกอบด้วยคู่ลำดับเพียงคู่ลำดับเดียว multipoint เป็นเซตที่ประกอบด้วยจุดหลายๆ จุด

P008.JPG
LineString ประกอบด้วย list ของคู่ลำดับแสดงที่ส่วนของเส้นตรงหลายเส้นเชื่อมต่อกัน รูปด้านล่าง LineString? จะต้องประกอบด้วยคู่ลำดับอย่างน้อย 2 คู่

P009.JPG
LinearRing เป็นรูปปิด ประกอบด้วย list ของคู่ลำดับที่แสดงถึงส่วนของเส้นตรง คู่ลำดับสุดท้ายต้องมีค่าเท่ากับคู่ลำดับแรก และต้องประกอบด้วยคู่ลำดับอย่างน้อย 4 คู่
Polygons เป็นพื้นผิวที่ผิวของรูปเป็นเซตของ LinearRing? โดยขอบนอกของ Polygon คือ LinearRing? วงแรกและ LinearRing? วงที่เหลือจะซ้อนเรียงกันภายในของวงแรก

P010.JPG

GML application schema

Schema คือรูปแบบการจัดโครงสร้างและความสัมพันธ์ของข้อมูล โดยภาษา GML นั้น กำหนดให้ผู้ใช้ต้องกำหนด GML application schema ซึ่งเขียนโดยใช้หลักการของ XML Schema และเป็นไปตามข้อบังคับของ GML GML Application Schema ประกอบด้วย
  1. Annotations ซึ่งเป็นส่วนประกาศหรือส่วนที่ใช้การอธิบาย schema นั้น
  2. Simple Type คือชนิดของข้อมูลที่ใช้รูปแบบของข้อมูลที่ GML กำหนดมาให้แล้ว
  3. Complex Type คือชนิดของข้อมูลที่สร้างขึ้นใหม่โดยอาจจะเกิดจากการใช้ simple type หลายๆ ตัวมาประกอบกัน หรือเกิดจาก complex type ชนิดอื่นก็ได้
  4. Element
  5. Attribute

P011.JPG

การแสดงข้อมูลผ่านท่าง SVG (Scalable Vector Graphics)

SVG เป็นภาษาหนึ่งของ XML ที่สร้างขึ้นเพื่อกําหนดลักษณะการแสดงผลในรูปแบบ 2 มิติ ได้รับการรับรองโดยองค์กร World Wide Web Consortium (W3C)โดย SVG จะกําหนดรูปแบบของวัตถุสามอย่างคือ vector graphic shape (เช่น ส่วนของเส้นตรง และเส้นโค้ง) , รูป และ ตัวอักษร โดยสามารถที่จะกําหนด grouped, styled, transformed หรือ composited ให้แก่ วัตถุใน SVG ได้อีกทั้งยังเพิ่มคุณสมบัติ transformations, clipping paths, alpha masks, filter effects , template object และอีกมากมาย เนื่องจาก SVG เป็น XML ดังนั้นจึงมีการสร้าง DOM สําหรับ SVG ขึ้นมา ซึ่งทําให้ SVG มีคุณสมบัติ dynamic และ interactive ตามไปด้วย แม้แต่ event handlers อย่าง onmouseover หรือ onclick ก็สามารถกําหนดลงในแต่ละวัตถุของ SVG ได้ด้วย ทําให้ SVG สามารถคุยกับ XML อื่นๆ ใน Web page เดียวกันได้
SVG มีสองส่วนคือส่วนที่เป็น XML-based file format และส่วน programming API สําหรับ graphical application SVG สร้างขึ้นบนมาตรฐานอื่นๆมากมายเช่น XML, JPEG, PNG, DOM, SMIL, CSS เป็นต้น ความสามารถในการขยาย SVG และ embed metadata มีประโยชน์ในการ mapping community ตัวอย่างเช่น graphical elements สามารถระบุ native object (เช่น ทะเลสาบ) ได้ยอมให้ application interact กับ object ในลักษณะ graphical
SVG เป็นส่วนประกอบที่สมบูรณ์แบบสําหรับ Open GIS ที่เป็น GML format GML ก็เป็น XML-based ที่ใช้อธิบาย geographical element เช่น แม่น้ำและถนน GML สามารถ convert เป็น SVG โดยใช้ XML pipeline สําหรับการ online display

รูปแบบโครงสร้างของเอกสาร SVG

ตัวอย่างของเอกสาร SVG
P012.JPG
จากตัวอย่างเอกสาร SVG ข้างต้น โดยบรรทัดแรกเป็นการประกาศว่าเอกสารนี้มีรูปแบบเอกสารเป็น XML โดยอ้างอิงมาตรฐาน XML เวอร์ชัน 1.0 เนื่องจาก SVG ก็ถือได้ว่าเป็นเอกสาร XML ประเภทหนึ่งเหมือนกัน และเอกสารนี้ใช้การเข้ารหัสข้อมูลแบบ iso-8859-1
บรรทัดที่สองเป็นการบอกเกี่ยวกับ DTD ที่ใช้ในเอกสารนี้ซึ่ง DTD เป็นเอกสารที่ใช้บอกชนิดของข้อมูลที่ใช้ในเอกสาร XML และบอกว่าเอกสาร XML มีลักษณะโครงสร้างเป็นอย่างไร

แท็กที่สําคัญในเอกสาร SVG

< svg > เป็น Tag ที่ใช้ในการกําหนดพื้นที่ทั้งหมดของภาพและเป็น Tag ที่เก็บ Tag ต่าง ๆ ของ SVG
< path > ใช้ในการวาดเส้น
< g > ใช้ในการรวม Tag ต่างๆให้อยู่ในกลุ่มเดียวกัน
< defs > ใช้ในการกําหนดค่าต่างๆ
< script > ในการเขียน script จะเขียนใน Tag นี้


แอตตริบิวท์ที่สําคัญในเอกสาร SVG

fill จัดการกับสีของ อ็อบเจกต์ นั้นๆ
id ใช้ในการแยกแยะ อ็อบเจกต์ ต่างๆ
viewBox กําหนดขนาดในการแสดงผลของภาพ
stroke กําหนดสีของเส้น
stroke-width กําหนดขนาดของเส้น
transform เคลื่อนย้าย หมุนหรือปรับอัตราส่วนของภาพ
onmouseover mouse event
onclick mouse event

Vector Graphic Shapes
ในส่วนของ อิลิเมนต์เป็นส่วนที่สามารถกําหนดรูปแบบของวัตถุได้ดังนี้
< rect > สี่เหลี่ยม
< circle > วงกลม
< ellipse > วงรี
< line > เส้นตรง
< polygon > รูปหลายเหลี่ยม
< polyline > รูปเส้นตรงหลายเส้นเชื่อมต่อกัน
ตัวอย่างการกำหนดรูปแบบของวัตถุสี่เหลี่ยม
P013.JPG
คําอธิบาย แอตทริบิวต์
  • x, y ใช้กําหนดตําแหน่งของรูปสี่เหลี่ยมที่สร้าง
  • width, height ใช้กําหนดขนาดความกว้างและความสูงตามลําดับ
  • fill, stroke ใช้กําหนดสีของวัตถุและสีของเส้นขอบวัตถุตามลําดับ
  • stroke-width ใช้กําหนดความหนาของเส้น

ประโยชน์ในการใช้ SVG

  • SVG สามารถอ่านและแก้ไขได้โดยโปรแกรมหลายโปรแกรม เช่น notepad
  • สามารถเปลี่ยนขนาดย่อขยายของภาพได้โดยคุณภาพของภาพไม่ลดลง
  • SVG สามารถทํางานร่วมกับภาษาจาวาได้
  • SVG เป็นมาตรฐานที่เปิดเผยให้คนทั่วไปทราบ
  • ข้อความใน SVG มีความสามารถในการเลือกและคนหาจึงเหมาะแก่การทําเป็นแผนที่
  • ไฟล์ของ SVG มีขนาดเล็กกว่ารูปแบบอื่นทำให้เร็วต่อการดาวน์โหลดภาพ

สรุปผลการศึกษา

  • จากการศึกษาการให้บริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ผ่านระบบเครือข่ายในปัจจุบัน จะประกอบด้วย
    • Web Mapping Service (WMS) คือส่วนที่ให้บริการข้อมูลภูมิสารสนเทศภูมิศาสตร์ ทั้งในรูปแบบ vector และ raster ในรูปแบบของภาพแบบ JPEG หรือ PNG
    • Web Feature Service (WFS) คือส่วนที่ให้บริการข้อมูลในส่วนของข้อมูลที่เป็น Vector ที่เป็นมาตรฐานจะส่งออกข้อมูลแผนที่ที่เป็น Vector มาในรูปแบบของ GML
  • ซึ่งในช่วงแรกของการให้บริการจะใช้แบบ WMS เป็นการแสดงข้อมูลแผนที่ในรูปของGraphic ซึ่งจะมีข้อจำกัดในเรื่องของการแสดงผลแผนที่ และข้อมูลที่แสดงบนเว็บไม่มีการกำหนดมาตรฐานเดียวกันในการบริการข้อมูลทำให้ ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลรวมกันได้รวมทั้งมีความแตกต่างกันในเรื่องของ คุณภาพข้อมูล
  • ในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะให้บริการข้อมูลในแบบ WFS ในลักษณะเป็น spatial จะส่งข้อมูลในรูปแบบของ GML ที่แสดงผลด้วย SVG ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สามารถช่วยในการแสดงผลของแผนที่แบบvector Graphic ทำให้เพิ่มความสามารถในการพัฒนาระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ได้มาก เนื่องจาก SVG เหมาะที่จะนำมาแสดงเป็นแผนที่ เพราะมีความสามารถในการย่อขยายแผนที่โดยที่คุณภาพของการแสดงผลยังคงเดิม และไฟล์ SVG มีขนาดเล็กกว่ารูปแบบของภาพแบบ JPEG หรือ PNG ฯลฯทำให้เร็วต่อการดาวน์โหลดภาพเพื่อจะแสดงผลบนเว็บเบราวเซอร์ นอกจากนี้ GML และ SVG เป็นรูปแบบพื้นฐานของ XML ทำให้ผู้งานสามารถเรียกใช้ข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่มากมายในระบบ เครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังเปิดโอกาสให้ผู้พัฒนาสามารถขยายระบบออกไปเพื่อรองรับปริมาณข้อมูลที่ เพิ่มขึ้นตลอดเวลา รวมทั้งยังสามารถนำระบบไปใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดอื่นๆ และโทรศัพท์มือถือที่สนับสนุน WAP (Wireless Application Protocol)หรือโทรศัพท์ในยุค 3G(Third Generation)ได้อีกด้วย
  • ดังนั้นการบริการข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ในอนาคตมีแนวโน้มสูงที่จะให้ บริการในรูปแบบ WFS ที่มีการใช้เทคโนโลยี GML และSVG เป็นมาตรฐานหลัก ที่มาช่วยในการแสดงผลข้อมูลในด้านสารสนเทศภูมิศาสตร์บนระบบเครือข่าย นอกจากนี้รูปแบบของ SVG ยังเป็น ซอฟแวร์แบบ Open Source ที่เปิดเผยแก่ผู้ที่สนใจพัฒนาต่อ จึงทำให้การนำเสนอข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์มีความยืดหยุ่นต่อผู้ใช้ในอนาคต มากขึ้น

0 ความคิดเห็น: